Một trong những ngôi sao "già" nhất

Các nhà thiên văn học phát hiện một ngôi sao quá già ở rìa thiên hà của chúng ta. Ngôi sao này dường như chỉ hình thành vài triệu năm sau Vụ nổ Lớn (Vụ nổ Big Bang) và những gì các nhà thiên văn học tìm hiểu được từ ngôi sao này có thể tác động tới hiểu biết về sự ra đời của vũ trụ, theo NBC News.

Trong nghiên cứu vừa công bố, các nhà thiên văn học tìm thấy ngôi sao này trong quá trình khảo sát thiên văn bầu trời phía nam bằng cách đo độ sáng của những ngôi sao ở xa bằng các bước sóng ánh sáng khác nhau và từ đó tìm ra những ngôi sao có hàm lượng nguyên tố nặng ở mức thấp.

Sau đó, nhóm thiên văn nghiên cứu ngôi sao được đánh số khảo sát là SPLUS J210428.01−004934.2, gọi tắt là SPLUS J2104−0049, bằng quang phổ học có độ phân giải cao để xác định cấu tạo hóa học của ngôi sao.

Nhóm nghiên cứu xác định, SPLUS J2104−0049 là một trong số rất ít các ngôi sao “cực nghèo kim loại” hay UMP. Điều này cho thấy đây là một trong những ngôi sao "già" nhất từng được quan sát thấy.

Nhà thiên văn học Vinicius Placco, Phòng thí nghiệm nghiên cứu thiên văn NOIRLab của Quỹ Khoa học Quốc gia ở Tucson, Arizona, Mỹ, cho biết: “Chúng rất hiếm. Chúng tôi chỉ biết khoảng 35 ngôi sao dạng này sau khi tìm kiếm trong nhiều thập kỷ". Placco là tác giả chính của nghiên cứu về ngôi sao này đăng trên tạp chí Astrophysical Journal Letters.

Ông thông tin thêm, SPLUS J2104−0049 là ngôi sao khổng lồ đỏ bằng khoảng 80% khối lượng Mặt trời. Ngôi sao này ít nhất 10 tỉ năm tuổi và có thể trẻ hơn vũ trụ vài triệu năm khi các nhà thiên văn ước tính vũ trụ khoảng 13,8 tỉ năm tuổi.

Mối liên hệ với quần thể sao ở vũ trụ sơ khai

Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu từ một cuộc khảo sát thiên văn do kính thiên văn tại Cerro Tololo ở miền bắc Chile thực hiện. Dữ liệu tiết lộ ngôi sao trong vầng hào quang Hệ Mặt trời, vượt xa đĩa chính của Dải Ngân hà và cách Trái đất khoảng 16.000 năm ánh sáng - quá xa để có thể nhìn thấy bằng mắt.

Các quan sát cho thấy, ngôi sao SPLUS J2104−0049 cực kỳ nghèo nguyên tố nặng và có một trong những mức carbon thấp nhất được ghi nhận. Những dữ kiện này cho thấy đây là ngôi sao “Quần thể II” rất sớm hình thành từ tàn tích vụ nổ của những ngôi sao “Quần thể III” - quần thể sao nguyên sơ đầu tiên, chỉ chứa hydro và heli, hình thành vài triệu năm sau khi vật chất được tạo ra trong vụ nổ Big Bang.

Cho đến nay, chưa nhà thiên văn học nào tìm thấy một ngôi sao thuộc "Quần thể III". Khối lượng của một ngôi sao càng lớn thì càng nhanh bị cháy và các nhà khoa học cho rằng hầu hết các ngôi sao thuộc "Quần thể III" đều cực kỳ lớn và đã cháy hết từ lâu.

Hầu hết các ngôi sao, chẳng hạn như Mặt trời, là các sao thế hệ thứ 3, tức “Quần thể I”, chứa các nguyên tố tương đối nặng như sắt, niken, carbon và ôxy.

Mặt trời ước tính là 4,6 tỉ năm tuổi. Các nhà thiên văn học cho rằng, Mặt trời còn 5 tỉ năm nữa trước khi trở thành một ngôi sao khổng lồ đỏ và sau đó co lại thành một ngôi sao lùn trắng.

Placco cho biết, mô hình hóa các điều kiện mà SPLUS J2104−0049 hình thành cho thấy ngôi sao này hợp lại từ một đám mây liên sao bị ô nhiễm bởi một siêu tân tinh của một ngôi sao đơn "Quần thể III" có khối lượng gấp khoảng 30 lần Mặt trời.

Các mô hình cũng gợi ý, rằng ngôi sao "Quần thể III" mà từ đó SPLUS J2104−0049 hình thành có quá trình hợp nhất khác với dự kiến, từ đó có thể dẫn đến hiểu thêm nhiều hơn về các điều kiện liên sao trong vũ trụ sơ khai.

Phát hiện này, theo Placco, cho thấy giá trị của phương pháp khảo sát mà nhóm nghiên cứu sử dụng để xác định những ngôi sao siêu nghèo kim loại và có thể tìm thấy nhiều ngôi sao dạng này hơn. Thậm chí, việc tìm kiếm theo cách này cũng có thể dẫn tới phát hiện ra một ngôi sao thực sự thuộc "Quần thể III" hình thành ngay sau vụ nổ Big Bang.

Trước đó, nghiên cứu về ngôi sao "Quần thể II" lâu đời nhất - được gọi là HD 140283 hay “ngôi sao Methuselah” do nhà thiên văn Howard Bond, Đại học Bang Pennsylvania, Mỹ, tiến hành. Ngôi sao Methuselah cách Trái đất khoảng 200 năm ánh sáng và ước tính hơn 13,5 tỉ năm tuổi.